液態(tài)儲氫體系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及儲氫技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種液態(tài)儲氫體系。
【背景技術(shù)】
[0002] 氫能作為一種儲量豐富、來源廣泛、能量密度高的綠色能源，在燃料電池以及代替 化石燃料等方面展現(xiàn)了很好的應(yīng)用前景。在實際應(yīng)用過程中，其儲存和運(yùn)輸是關(guān)鍵。尋找 高效低成本且能夠規(guī)模化利用的儲氫方法更是關(guān)鍵。
[0003] 現(xiàn)有的儲氫方法大致可以分為兩種，即物理法和化學(xué)法。物理法中典型的有低溫 液態(tài)儲氫法、高壓氣態(tài)儲氫法等。其中低溫液態(tài)儲氫法雖然具有較高的體積能量密度，但由 于氫氣的臨界溫度較低，氫氣液化要消耗很大的冷卻能量，儲存中還不可避免地存在蒸發(fā) 損失，儲存成本較高。高壓氣態(tài)儲氫法使用方便，但能量密度較低，且存在安全隱患。
[0004] 近年來，基于化學(xué)反應(yīng)法的儲氫技術(shù)以其儲氫量大，能量密度高，運(yùn)輸方便等優(yōu)點 引起了很多研究者的關(guān)注。理想的儲氫體系應(yīng)該具有較好的可逆加氫/脫氫性能。然而， 現(xiàn)有的基于化學(xué)反應(yīng)法的儲氫體系普遍以下存在缺陷：儲氫體系的自身凝固點（熔點）過 高，在室溫下呈現(xiàn)固態(tài)。這使得加氫后呈液態(tài)的儲氫體系在脫氫過程中，經(jīng)優(yōu)先脫氫后所恢 復(fù)的儲氫體系容易凝結(jié)為固體。這些凝結(jié)物容易覆蓋在脫氫催化劑表面，從而導(dǎo)致脫氫反 應(yīng)中斷。
[0005] 基于上述原因，有必要提供一種在室溫下呈現(xiàn)液態(tài)的儲氫體系，以解決固態(tài)儲氫 體系易導(dǎo)致的脫氫困難的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在提供一種液態(tài)儲氫體系，以解決現(xiàn)有技術(shù)中儲氫體系熔點過高導(dǎo)致的 脫氫困難的問題。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種液態(tài)儲氫體系，其包括至 少兩種不同的儲氫組分，儲氫組分為不飽和芳香烴或雜環(huán)不飽和化合物，且至少一種儲氫 組分為烙點低于80°c的低烙點化合物。
[0008] 進(jìn)一步地，儲氫組分選自雜環(huán)不飽和化合物，雜環(huán)不飽和化合物中的雜原子為N、 S、0及P中的一種或多種。
[0009] 進(jìn)一步地，雜環(huán)不飽和化合物中雜環(huán)和芳環(huán)的總數(shù)為1?20,雜原子的總數(shù)為1? 20〇
[0010] 進(jìn)一步地，相對于液態(tài)儲氫體系的總質(zhì)量而言，低熔點化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5? 95%。
[0011] 進(jìn)一步地，液態(tài)儲氫體系還包括加氫添加劑，加氫添加劑為極性溶劑和/或非極 性溶劑。
[0012] 進(jìn)一步地，相對于每克儲氫組分而言，加氫添加劑的加入量為0. 1?10ml。
[0013]進(jìn)一步地，不同的儲氫組分分別選自苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、苯乙烯、 苯乙炔、蒽、萘、芴、苯胺、咔唑、N-甲基咔唑、N-乙基咔唑、N-正丙基咔唑、N-異丙基咔唑、N-正丁基咔唑、吲哚、N-甲基吲哚、N-乙基吲哚、N-丙基吲哚、喹啉、異喹啉、吡啶、吡咯、呋 喃、苯并呋喃、噻吩、嘧啶及咪唑所組成的組。
[0014] 進(jìn)一步地，極性溶劑選自乙醇、甲醇、乙醚、甲醚、乙腈、乙酸乙酯、甲酰胺、異丙醇、 正丁醇、二氧六環(huán)、正丁醚、異丙醚、二氯甲烷、氯仿及二氯乙烷中的一種或多種。
[0015] 進(jìn)一步地，非極性溶劑選自正己烷、正戊烷、環(huán)己烷、均三甲苯、二硫化碳、石油醚 及四氯化碳中的一種或多種。
[0016] 進(jìn)一步地，儲氫體系還包括脫氫添加劑，脫氫添加劑選自十氫化萘、均三甲苯、石 油醚及苯醚中的一種或多種。
[0017] 進(jìn)一步地，相對于每克儲氫組分而言，脫氫添加劑的加入量為0. 1?10ml。
[0018] 本發(fā)明提供了一種液態(tài)儲氫體系，其實為多元混合液態(tài)不飽和芳烴和/或雜環(huán)芳 烴類儲氫體系。該液態(tài)儲氫體系包括至少兩種不同的儲氫組分，儲氫組分選自不飽和芳香 烴或雜環(huán)不飽和化合物，其中至少一種儲氫組分的熔點小于80°C。不同的不飽和芳香烴或 雜環(huán)不飽和化合物具有不同的熔點，將兩種或兩種以上的稠雜環(huán)不飽和化合物混合后，形 成的混合體系具有至少低于其中某一組分熔點的低共熔點。而在兩種或兩種以上的不飽和 芳香烴或雜環(huán)不飽和化合物中選用至少一種自身熔點小于80°C的低熔點化合物，能夠使整 個儲氫體系的低共熔點下降至室溫附近。這就能夠獲得在室溫下呈現(xiàn)液態(tài)的儲氫體系。本 發(fā)明所提供的這種儲氫體系經(jīng)加氫后，在脫氫過程中，接觸脫氫催化劑而優(yōu)先發(fā)生脫氫反 應(yīng)所恢復(fù)的儲氫體系依然呈現(xiàn)液態(tài)。這就有利于防止固態(tài)凝結(jié)物覆蓋脫氫催化劑，改善固 態(tài)儲氫體系易造成的脫氫困難的問題。
【附圖說明】
[0019] 構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示 意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0020] 圖1示出了本發(fā)明實施例34中不同添加劑下儲氫體系的儲氫量含量隨時間的變 化圖；
[0021] 圖2示出了本發(fā)明實施例35中不同添加劑用量下儲氫體系的儲氫量含量隨時間 的變化圖；
[0022] 圖3示出了本發(fā)明實施例36中不同添加劑下儲氫體系的儲氫量含量隨時間的變 化圖；
[0023] 圖4示出了本發(fā)明實施例37中不同添加劑種類和不同添加劑用量下儲氫體系的 儲氫量含量隨時間的變化圖；以及
[0024] 圖5示出了本發(fā)明實施例38至41中不同添加劑種類和不同添加劑用量下全氫化 儲氫體系的脫氫量隨時間的變化圖。
【具體實施方式】
[0025] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0026] 正如【背景技術(shù)】部分所介紹的，現(xiàn)有的儲氫體系因熔點過高而存在脫氫困難的問 題。為了解決這一問題，本發(fā)明發(fā)明人提供了一種液態(tài)儲氫體系，其包括至少兩種不同的儲 氫組分，儲氫組分為不飽和芳香烴或稠雜環(huán)不飽和化合物，且至少一種儲氫組分為熔點低 于80°C的低熔點化合物。
[0027] 不同的不飽和芳香烴或雜環(huán)不飽和化合物具有不同的熔點，將兩種或兩種以上的 不飽和芳香烴和/或雜環(huán)不飽和化合物混合后，形成的混合體系具有至少低于其中某一組 分熔點的低共熔點。而在兩種或兩種以上的不飽和芳香烴和/或雜環(huán)不飽和化合物中選用 至少一種自身熔點小于80°C的低熔點化合物，能夠使整個儲氫體系的共熔點下降至室溫附 近。這就能夠獲得在室溫下呈現(xiàn)液態(tài)的儲氫體系。本發(fā)明所提供的這種儲氫體系經(jīng)加氫后， 在脫氫過程中，接觸脫氫催化劑而優(yōu)選發(fā)生脫氫反應(yīng)所恢復(fù)的儲氫體系依然呈現(xiàn)液態(tài)。這 就有利于防止固態(tài)凝結(jié)物覆蓋脫氫催化劑，改善固態(tài)儲氫體系易造成的脫氫困難的問題。 本發(fā)明所提供的這種液態(tài)儲氫體系的熔點可以達(dá)到_50°C?60°C。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明上述的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇具體的儲氫體系中的組分。在 一種優(yōu)選的實施方式中，上述儲氫組分選自雜環(huán)不飽和化合物，雜環(huán)不飽和化合物中的雜 原子為N、S、0及P中的一種或多種。含有一種或多種雜原子的雜環(huán)不飽和化合物，其具有 較好的可逆加氫/脫氫性能。將兩種不同的雜環(huán)不飽和化合物混合，所形成的儲氫體系兼 具較低的共熔點和較高的可逆加氫/脫氫性能。更優(yōu)選地，上述雜環(huán)不飽和化合物雜環(huán)和 芳環(huán)的總數(shù)為1?20,雜原子的總數(shù)為1?20。將雜環(huán)不飽和化合物中雜環(huán)和芳環(huán)的總數(shù) 控制在1?20的范圍內(nèi)，儲氫體系中各儲氫組分的熔點相對較低，所形成的儲氫體系也相 應(yīng)具有更低的共熔點。這就使得儲氫體系能夠在更低的溫度環(huán)境中保持液態(tài)，方便在不同 地域、不同季節(jié)下進(jìn)行儲氫、運(yùn)輸及脫氫操作。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明上述的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇液態(tài)儲氫體系中各儲氫組分的 比例。在一種優(yōu)選的實施方式中，上述液態(tài)儲氫體系中相對于液態(tài)儲氫體系的總質(zhì)量而言， 低熔點化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5?95%。將低熔點化合物的比例控制在上述范圍，有利于進(jìn) 一步降低儲氫體系的烙點。
[0030] 本發(fā)明所提供的上述液態(tài)儲氫體系，只要包括上述范圍的至少兩種儲氫組分，就 能夠有效降低儲氫體系的熔點，使其能夠在室溫